□ 林志光
枯水期蓄水工程用水調(diào)節(jié)很多都以電力調(diào)度來(lái)調(diào)度水庫(kù)用水,往往出現(xiàn)出力減少或采取放空蓄水工程或到次年豐水期汛期來(lái)臨時(shí)水庫(kù)的水量還沒(méi)有用完等現(xiàn)象發(fā)生,這樣只能導(dǎo)致效益下降,并且對(duì)蓄水工程的大壩運(yùn)行和發(fā)電設(shè)備運(yùn)行均造成不利影響。下面以年調(diào)節(jié)的福建省南平市東溪水庫(kù)枯水期發(fā)電用水調(diào)節(jié)為例,來(lái)闡述壩后電站發(fā)電用水調(diào)節(jié)管理。
武夷山東溪水庫(kù)壩址以上集雨面積554km2,最大壩高56m,壩長(zhǎng)239m,總庫(kù)容1.1億m3,蓄水工程正常高蓄水位286m,死水位264m.正常尾水位242m,壩后裝機(jī)3臺(tái)容量為9 600kw,設(shè)計(jì)保證出力P在90%為2 800kw,年電能4 340萬(wàn)度,1986年8月建成,是一座以防洪發(fā)電為主的大(二)型水庫(kù)。
南平市東溪水庫(kù)地處福建省北部山區(qū),一般情況下枯水期為9月份至第二年的2月份,計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)首先計(jì)算其每一年的9月份至次年的2月份的入庫(kù)來(lái)水流量平均值Q,再計(jì)算其經(jīng)驗(yàn)頻率,各年流量及經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算略,點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率并進(jìn)行適線(xiàn)。從適線(xiàn)情況看選用一條理論頻率曲線(xiàn)作為計(jì)算選用值,查該理論頻率曲線(xiàn)得該水庫(kù)當(dāng)P=90%的Qp值。
選3個(gè)典型年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。從經(jīng)驗(yàn)頻率P=90%附近選用3個(gè)典型年進(jìn)行流量分配。根據(jù)南平市東溪水庫(kù)實(shí)際水文情況,調(diào)節(jié)時(shí)令第二年的2月末水位控制在死水位264m,把蓄水工程的水全部用完,再進(jìn)入來(lái)年汛期,迎接新一年的來(lái)水。根據(jù)電站原設(shè)計(jì)在保證出力P=90%時(shí)為2 850kw進(jìn)行反推計(jì)算,過(guò)程演算如下:
假設(shè)第二年2月初水位為266m,查該水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系表知相應(yīng)的庫(kù)容為1 900萬(wàn)m3,死水位時(shí)為1 541萬(wàn)m3。
上游平均水位
查典型年流量分配表知2月份理論入庫(kù)流量
2月份理論入庫(kù)水量為
容積差所得水量
則2月份可供發(fā)電的水量為
2月份電站生產(chǎn)發(fā)電用水流量
式中8為出力系數(shù),264-242為上下游水位差。
2月份電站生產(chǎn)發(fā)電用水總量為
依據(jù)同樣方法,從第二年的2月初水位推算到1月初水位,以此類(lèi)推直至算到枯水期的起始月9月份。求得3個(gè)典型年份在枯水季節(jié)保證出力在2 800kw.h的蓄水工程各月庫(kù)水位控制值,畫(huà)出蓄水工程水位——時(shí)間關(guān)系圖上。
把各月蓄水工程水位的最大值和最小值相連,就成為壩后電廠發(fā)電生產(chǎn)調(diào)度的上下限。調(diào)度時(shí)可根據(jù)圖上水位與蓄水工程實(shí)際水位高程相比較,當(dāng)某一過(guò)程的實(shí)際水位高程高于上限時(shí),可加大電站發(fā)電出力;當(dāng)某一過(guò)程實(shí)際水位高程低于下限時(shí),則應(yīng)減少出力,使蓄水工程水位維持在上下限之間運(yùn)行,這會(huì)更充分發(fā)揮電廠的生產(chǎn)出力,最大限度的利用水資源。
作者參加過(guò)東溪水庫(kù)用水調(diào)節(jié)管理,經(jīng)過(guò)分析,依據(jù)上限水位或把高水位運(yùn)行時(shí)間推后2個(gè)月運(yùn)行,與按下限水位運(yùn)行比較,可增加電廠電量110萬(wàn)度左右。這樣的方式運(yùn)用在電廠與國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后是能做得到的,調(diào)度是合理可行的。
豐水期的用水調(diào)節(jié)同樣可依據(jù)上述方法,根據(jù)蓄水工程不同的汛期限制水位、正常運(yùn)用水位等限定條件進(jìn)行反推計(jì)算,亦可點(diǎn)繪出用水調(diào)節(jié)的上下限。當(dāng)某一區(qū)間的實(shí)際水位高程高于上限時(shí),可增加出力或受到一些條件控制時(shí)可泄洪,小于下限時(shí)應(yīng)減少發(fā)電用水增加蓄水,確保到了汛末蓄水工程能裝滿(mǎn)一庫(kù)水。
把豐水期、枯水期的調(diào)節(jié)曲線(xiàn)和蓄水工程的防汛調(diào)度曲線(xiàn)描繪在一張圖上,就構(gòu)成了一張完整的蓄水工程用水調(diào)節(jié)調(diào)度圖。
利用水位——時(shí)間關(guān)系圖中水位上下限來(lái)控制蓄水工程發(fā)電用水調(diào)節(jié),能合理利用水資源,用有限的水資源來(lái)最大限度地發(fā)揮發(fā)電出力,效益明顯。制作水位——時(shí)間關(guān)系圖技術(shù)簡(jiǎn)單,便于管理人員調(diào)度管理,使用操作方便,用水調(diào)度是合理可行的。